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Come i diversi carichi influiscono sulla scelta del motore

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Come la coppia, i carichi radiali e assiali influenzano la scelta del motore

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La scelta del motore implica il bilanciamento di molte considerazioni, come la tensione richiesta dall'applicazione, la corrente massima e il diametro, la velocità e l'efficienza. Questo perché i diversi tipi di carico avranno un impatto significativo sul design del motore richiesto, nonché sulla sua durata e affidabilità. La scelta del motore più appropriato per la vostra applicazione richiede attenzione ai fondamenti della coppia, dei carichi radiali e assiali. Ecco alcuni suggerimenti e best practice per affrontare questi carichi.

Carichi di coppia

Un motore converte l'energia elettrica (Pelec = tensione x corrente) in energia meccanica (Pmech = coppia x velocità di rotazione). La semplice scelta di un motore in base al valore di coppia "x" richiesto è di solito insufficiente. La coppia e la velocità richieste in un'applicazione devono essere comprese nell'intero ciclo di movimento, perché il motore deve fornire la potenza meccanica necessaria senza surriscaldarsi.

Carichi radiali

Le opzioni dei cuscinetti dipendono dal carico radiale. Per un motore a spazzole in c.c. o passo-passo, i cuscinetti a bussola sono poco costosi e in genere supportano un carico radiale inferiore e garantiscono una durata minore. A volte, l'utilizzo di due cuscinetti a bussola al posto dei cuscinetti a sfera può ridurre significativamente le spese. Tuttavia, in presenza di un carico radiale, è opportuno utilizzare almeno un cuscinetto a sfere per il cuscinetto anteriore del motore, che contribuisce a garantire una buona durata.

I motori CC senza spazzole, invece, utilizzano in genere due cuscinetti a sfera e possono essere azionati a velocità molto più elevate. Il produttore del motore consiglierà la forza dinamica radiale massima per ottenere la durata minima del motore alla velocità desiderata.

Carichi dinamici assiali

Se un'applicazione richiede una rotazione di 90 gradi del movimento rotatorio a una velocità inferiore, un ingranaggio a vite senza fine può essere l'ideale. L'albero della vite senza fine aziona la ruota elicoidale con un rapporto di riduzione di ~2:1 o superiore. Il motore deve sostenere il carico che segue la filettatura a spirale sull'albero della vite senza fine.

Quando si supportano carichi assiali significativi, i cuscinetti a sfera sono spesso obbligatori. Il carico assiale dinamico massimo consigliato per un motore dipende dai cuscinetti a sfera e dal precarico utilizzati, dalla distanza tra i due cuscinetti a sfera nel motore e dai requisiti di durata.

In un tipico motore DC brushless assiale, il carico assiale dinamico è supportato dal cuscinetto a sfere anteriore. Se sul motore agisce un carico assiale di spinta, il precarico sul cuscinetto a sfere anteriore si riduce, causando un gioco radiale aggiuntivo che influisce sulla durata del motore. Con un carico assiale di trazione, il carico agisce nella stessa direzione del precarico interno e ne aumenta la sollecitazione.

Carichi assiali statici

Un carico assiale statico può essere applicato all'albero durante i carichi d'urto o quando un componente aggiuntivo viene montato a pressione sull'albero del motore assemblato.

Se un motore è dotato di cuscinetti a sfera, il limite raccomandato per un'operazione di montaggio a pressione è in genere molto più elevato rispetto a un carico assiale dinamico. Finché il carico statico applicato al cuscinetto è inferiore al suo limite elastico, non si verificherà alcuna deformazione permanente delle sfere o della pista di rotolamento del cuscinetto. Allo stesso modo, il superamento del carico massimo consigliato può causare la deformazione delle sfere e della pista di rotolamento del cuscinetto, riducendone la durata. Inoltre, bisogna considerare se l'albero posteriore del motore può essere sostenuto durante il montaggio a pressione. In questo modo si può ottenere una forza maggiore che passa attraverso l'albero del motore invece che attraverso i cuscinetti.

La collaborazione con il fornitore di motori è fondamentale

È importante considerare la coppia, i carichi radiali e assiali in relazione al loro impatto su un motore e sul processo di selezione del motore. Un fornitore di soluzioni per il controllo assi dedicato, come Portescap, può aiutarvi a calcolare i carichi subiti da un motore. Inoltre, siamo in grado di sviluppare il sistema di controllo assi più adatto a soddisfare i requisiti della vostra applicazione.